CN2679626Y - 外取热器 - Google Patents
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Abstract
外取热器，属于换热设备技术领域。包括取热段壳体，壳体内设有轴向安装的套管式换热管束、壳体下部设有流化风进管，壳体中上部设有与再生器连通的催化剂交换段，交换段下面外侧设有催化剂循环管。取热段壳体内安装有催化剂循环导管，取热段壳体上部设有气液分离器，液体换热管上端穿过气液分离器下封头、其内管与液体换热介质进管连通，气体换热管穿过气液分离器下封头和除沫层进入其上部、其外管与气体分离介质进管连通、内管穿出气液分离器上封头。本实用新型能有效吸收催化剂再生过程中产生的多余热量产生蒸汽或者对蒸汽进行加热。
Description
技术领域
本实用新型属于换热设备技术领域，特别涉及一种可在石化行业中利用高温催化剂余热产生蒸汽的外取热器。
背景技术
在重油催化裂化过程中，催化剂再生放热量往往超过反应吸热量，且再生器温度也需要控制和调节，因此常采用增设外取热器的办法取走过剩热量。中国专利申请90103413.4提供了一种气控内循环式催化剂外取热器。该取热器有三个主要特征：(1)、利用气动混合原理实现气控，即催化剂循环和换热量均由气体量控制，催化剂循环在器内完成；(2)、取热器内设有催化剂循环管，再生器内的热催化剂自顶部进入冷却器，冷却后在底部进入循环管，经气力输送返回再生器；(3)、换热元件采用肋片式单套管。中国专利申请92101532.1在上述技术方案基础上进行改进，主要特征在于将催化剂循环管线移到取热器外部，并经单独接管进入再生器。该方案使取热器内传热管布置更自由，有利于大型化，维修更方便。上述技术方案虽然利用了催化剂气动混合原理实现气控操作，但仍存在以下不足：(1)、调节范围小，特别是在低负荷区域操作困难；(2)、催化剂循环能耗高，循环需气体压力较高，内循环需增压0.03Mpa左右，外循环时通常需增压0.07Mpa左右；(3)、内循环时影响换热管布置，维修时不宜拆装；外循环时由于衬里限制，管径较大，耗气量大，通常60％-70％气体用于维持催化剂循环；(4)未能解决催化剂交换段内气固分层而导致的气动作用失效问题，致使该段温降很大，影响取热器效率。气控催化剂冷却的根本原因在于，气动作用使催化剂处于较好的传热状态，提高传热系数和实现催化剂混合，促进催化剂交换，提高换热温度。实现这个作用的条件是气体与催化剂的接触程度，即气体有效性。提高效果的方向在于如何尽可能减少气体和催化剂的团聚尺度。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种能有效吸收催化剂再生过程中产生的多余热量的外取热器；其进一步的目的在于提供一种有效利用催化剂再生过程中产生的多余热量产生蒸汽的外取热器。
为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：外取热器，包括取热段壳体，壳体内设有轴向安装的套管式换热管束、壳体下部设有流化风进管，壳体中上部设有与再生器连通的催化剂交换段，交换段下面外侧设有催化剂循环管，循环管一端与交换段下部上端连接、另一端与取热段靠近交换段处连接，循环管上设有循环风进管。
取热段壳体内交换段以下安装有催化剂循环导管，循环导管下端设有循环风进管。
取热段壳体上部设有气液分离器，液体换热管上端穿过气液分离器下封头、其内管与液体换热介质进管连通，气体换热管穿过气液分离器下封头和除沫层进入其上部、其外管与气体换热介质进管连通、内管穿出气液分离器上封头。
取热段壳体下部设有两个流化风进管，每个流化风进管连接一个气体分配器。
液体换热管内管插入外管，内管外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点，液体换热管外管外壁设有螺旋肋片；气体换热管内管插入外管，内管外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点。
交换段上部设有抑制气体聚集的内构件。
本实用新型中，再生器内的高温催化剂经交换段进入取热段，取热段内的热催化剂在气体作用下呈流化状态被液体换热管冷却。低温液体自换热管内管进入换热管外管底部，在外管内蒸发，向上排出。取热段通过交换段与再生器连通，交换段下面外侧设置的催化剂循环管可把取热段上部、交换段下端的低温催化剂送回再生器，等量的高温催化剂则从交换段上部进入取热段。交换段上部所设内构件可抑制气体聚集、增加气固接触、促进催化剂交换，提高交换段下端出口催化剂温度。因此，交换段具有强化交换和催化剂循环功能，可明显提高供热能力，提高取热器换热段内催化剂温度，提高换热效率。取热段壳体内交换段以下安装的催化剂循环导管及循环导管下面设置的循环风进管，可及时把取热段下部的低温催化剂送至交换段下端，由该处设置的催化剂循环管送入再生器，加速催化剂交换，提高取热段下部温度，提高换热效率。取热段与交换段形成上下串联、相互独立的两个催化剂循环系统，两个部分中的催化剂各自自行循环、互不影响。交换段催化剂循环管与取热段催化剂循环导管由不同循环风进管控制，启动方便，不易堵塞；要求输送风压低，调节更灵活。在取热段壳体上部设置气液分离器如水汽分离器，换热液体介质(冷水)从水汽分离器下部进入、经液体换热管内管在外管中汽化，蒸汽进入水汽分离器经除沫层除沫与来自外界的低温蒸汽一同进入气体换热管外管，加热后从内管引出水汽分离器，得到高温水蒸汽。取热段壳体下部设置两个流化风进管，每个流化风进管连接一个气体分配器，当需要负荷低于设计值的30％时，启动第一个分配器；当需要负荷为设计值的30-70％时，启动第二个分配器；当需要负荷高于设计值的70％时，两个分配器同时启动。装置操作弹性增大，调节更灵敏。换热管内管在外管内呈自然悬挂状态，内管可上下自由移动，靠水汽作用自由定位，结构简单，组装方便。液体换热管外管外壁所设螺旋肋片增大了传热面积，设备利用率得以提高。本实用新型可用于产生蒸汽也可用于加热蒸汽。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为液体换热管结构示意图；
图4为实施例2结构示意图；
图5为图4的A-A剖视图；
图6为液体换热管外部结构示意图。
具体实施方式
实施例1、一种外取热器，包括取热段壳体4，壳体4内设有轴向安装的套管式换热管(液体换热管和气体换热管)、壳体4下部设有流化风进管。取热段壳体4上部设有水汽分离器5，液体换热管上端穿过水汽分离器5下封头15、其内管2-1与进水管14连通，气体换热管穿过水汽分离器5下封头15和除沫层11进入其上部、其外管3与低温水蒸汽进管13连通、内管12穿出水汽分离器5上封头。液体换热管内管2-1插入外管2，内管2-1外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点2-2，液体换热管外管2外壁设有螺旋肋片2-3。气体换热管内管12插入外管3，内管12外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点12-1。壳体4中上部设有与再生器6连通的催化剂交换段7，交换段7下面外侧设有催化剂循环管9，循环管9一端与交换段7下部上端连接、另一端与取热段4靠近交换段7处连接，循环管9上接近交换段7部分设有循环风进管10。交换段7上部设有抑制气体聚集的内构件8。取热段壳体4下部设有两个流化风进管，每个流化风进管连接一个气体分配器18、19。16、17为内固定架。
实施例2、本实施例中，取热段壳体4内交换段7以下安装有轴向催化剂循环导管21，循环导管21下面设有循环风进管22。本实施例中，催化剂换热效果更好，效率更高。20为内固定架。其他同实施例1。
Claims (8)
1、外取热器，包括取热段壳体，壳体内设有轴向安装的套管式换热管束、壳体下部设有流化风进管，其特征在于，壳体中上部设有与再生器连通的催化剂交换段，交换段下面外侧设有催化剂循环管，循环管一端与交换段下部上端连接、另一端与取热段靠近交换段处连接，循环管上设有循环风进管。
2、如权利要求1所述的外取热器，其特征在于，取热段壳体内交换段以下安装有轴向催化剂循环导管，循环导管下端设有循环风进管。
3、如权利要求1或2所述的外取热器，其特征在于，取热段壳体上部设有气液分离器，液体换热管上端穿过气液分离器下封头、其内管与液体换热介质进管连通，气体换热管穿过气液分离器下封头和除沫层进入其上部、其外管与气体换热介质进管连通、内管穿出气液分离器上封头。
4、如权利要求3所述的外取热器，其特征在于，取热段壳体下部设有两个流化风进管，每个流化风进管连接一个气体分配器。
5、如权利要求3所述的外取热器，其特征在于，液体换热管内管插入外管，内管外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点，液体换热管外管外壁设有螺旋肋片；气体换热管内管插入外管，内管外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点。
6、如权利要求4所述的外取热器，其特征在于，液体换热管内管插入外管，内管外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点，液体换热管外管外壁设有螺旋肋片；气体换热管内管插入外管，内管外壁均设保持内外管同轴的径向限位支点。
7、如权利要求1、2、4、5或6所述的外取热器，其特征在于，交换段上部设有抑制气体聚集的内构件。
8、如权利要求3所述的外取热器，其特征在于，交换段上部设有抑制气体聚集的内构件。
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